JP2003004330A - 排熱回収式空気調和装置 - Google Patents
排熱回収式空気調和装置Info
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Classifications
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/62—Absorption based systems
- Y02B30/625—Absorption based systems combined with heat or power generation [CHP], e.g. trigeneration
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- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷暖房負荷及び排熱の状態及び外気温度や冷
却温度に応じて運転状態を調節でき、経済的で効率のよ
い運転ができる空気調和装置を提供する。 【解決手段】 排熱を再生器Ｇの熱源とする吸収冷温水
機１と、圧縮機５、熱源側熱交換器及び１台以上の利用
側熱交換器４を備えた１台以上の圧縮冷凍機２とからな
る空気調和装置であって、前記１の蒸発器Ｅが、１台以
上の２の熱源側熱交換器と熱交換関係にあるか、又は、
１台以上の２の熱源側熱交換器を兼用していて、前記１
には、吸収器Ａ溶液を蒸発器Ｅの冷媒液に混入可能とす
る切替弁Ｖ３を有している配管１５を備えることとした
ものであり、前記Ｅの冷凍効果を引出す配管２２には、
温度センサー２５を設け、該検出値を基に、前記Ｅへの
溶液混入量又は蒸発器冷媒液中の吸収剤濃度を設定する
制御手段を備え、また、前記２は、ヒートポンプ運転に
切替える切替機構を有するのがよい。
却温度に応じて運転状態を調節でき、経済的で効率のよ
い運転ができる空気調和装置を提供する。 【解決手段】 排熱を再生器Ｇの熱源とする吸収冷温水
機１と、圧縮機５、熱源側熱交換器及び１台以上の利用
側熱交換器４を備えた１台以上の圧縮冷凍機２とからな
る空気調和装置であって、前記１の蒸発器Ｅが、１台以
上の２の熱源側熱交換器と熱交換関係にあるか、又は、
１台以上の２の熱源側熱交換器を兼用していて、前記１
には、吸収器Ａ溶液を蒸発器Ｅの冷媒液に混入可能とす
る切替弁Ｖ３を有している配管１５を備えることとした
ものであり、前記Ｅの冷凍効果を引出す配管２２には、
温度センサー２５を設け、該検出値を基に、前記Ｅへの
溶液混入量又は蒸発器冷媒液中の吸収剤濃度を設定する
制御手段を備え、また、前記２は、ヒートポンプ運転に
切替える切替機構を有するのがよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和装置に係
り、特に、エンジン、タービン、燃料電池等からの排熱
を熱源とする吸収冷温水機からの冷凍効果を用いる圧縮
冷凍機による排熱回収式空気調和装置に関する。
り、特に、エンジン、タービン、燃料電池等からの排熱
を熱源とする吸収冷温水機からの冷凍効果を用いる圧縮
冷凍機による排熱回収式空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】コージェネレーションシステムでは、電
気と共に、比較的温度の低い温水が供給される。この温
水は、温度があまり高くなく、低ポテンシャルエネルギ
に分類され、給湯又は暖房に利用されることが多い。最
近は、吸収冷凍機の熱源として冷房に利用することも多
くなってきている。コージェネレーションシステムの中
で、この温水は、エンジンの冷却（ジャケット温水）あ
るいはエンジン排気からの熱回収、あるいは、燃料電池
の場合の冷却用として得られる。低ポテンシャルエネル
ギ単独で、吸収冷凍機を運転する場合もあるが、複合冷
房装置として、高ポテンシャルエネルギと共に用い、必
要とする高ポテンシャルエネルギの量を減らそうという
使い方も提案され、採用され出している。
気と共に、比較的温度の低い温水が供給される。この温
水は、温度があまり高くなく、低ポテンシャルエネルギ
に分類され、給湯又は暖房に利用されることが多い。最
近は、吸収冷凍機の熱源として冷房に利用することも多
くなってきている。コージェネレーションシステムの中
で、この温水は、エンジンの冷却（ジャケット温水）あ
るいはエンジン排気からの熱回収、あるいは、燃料電池
の場合の冷却用として得られる。低ポテンシャルエネル
ギ単独で、吸収冷凍機を運転する場合もあるが、複合冷
房装置として、高ポテンシャルエネルギと共に用い、必
要とする高ポテンシャルエネルギの量を減らそうという
使い方も提案され、採用され出している。
【０００３】ところで、低ポテンシャルエネルギ単独で
吸収冷温水機を運転する場合、冷暖負荷に対応した負荷
能力を取り出すことは、排熱の供給が不安定であるので
困難であり、また、これを解決するために、吸収冷凍機
の冷熱を圧縮冷凍機の放熱源として用いて循環冷媒を冷
却する冷凍装置が知られている（特開平１１−２２３４
１２号公報）。しかし、この冷凍装置においては、圧縮
冷凍機の熱源側熱交換器が、空気による冷却と吸収冷凍
機による冷却を直列に設けており、冷房負荷に関係なく
吸収冷凍機を運転しており、排熱供給や冷房負荷の増減
に対しての対応が不充分であった。
吸収冷温水機を運転する場合、冷暖負荷に対応した負荷
能力を取り出すことは、排熱の供給が不安定であるので
困難であり、また、これを解決するために、吸収冷凍機
の冷熱を圧縮冷凍機の放熱源として用いて循環冷媒を冷
却する冷凍装置が知られている（特開平１１−２２３４
１２号公報）。しかし、この冷凍装置においては、圧縮
冷凍機の熱源側熱交換器が、空気による冷却と吸収冷凍
機による冷却を直列に設けており、冷房負荷に関係なく
吸収冷凍機を運転しており、排熱供給や冷房負荷の増減
に対しての対応が不充分であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解消し、冷暖房負荷及び排熱の状態、及
び、外気温度や冷却水温度に応じて吸収冷温水や圧縮冷
凍機の運転状態を調節でき、経済的で効率のよい運転が
できる空気調和装置を提供することを課題とする。
術の問題点を解消し、冷暖房負荷及び排熱の状態、及
び、外気温度や冷却水温度に応じて吸収冷温水や圧縮冷
凍機の運転状態を調節でき、経済的で効率のよい運転が
できる空気調和装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、再生器、凝縮器、吸収器及び蒸発器を
備え、エンジン、タービン、燃料電池等からの排熱を前
記再生器の熱源とする吸収冷温水機と、圧縮機、熱源側
熱交換器及び１台以上の利用側熱交換器を備えた１台以
上の圧縮冷凍機とからなる空気調和装置であって、前記
吸収冷温水機の蒸発器が、１台以上の圧縮冷凍機の熱源
側熱交換器と熱交換関係にあるか、又は１台以上の圧縮
冷凍機の熱源側熱交換器を兼用していて、前記吸収冷温
水機には、吸収器溶液を蒸発器の冷媒液に混入可能とす
る切替弁を有している配管を備えていることを特徴とす
る空気調和装置としたものである。
に、本発明では、再生器、凝縮器、吸収器及び蒸発器を
備え、エンジン、タービン、燃料電池等からの排熱を前
記再生器の熱源とする吸収冷温水機と、圧縮機、熱源側
熱交換器及び１台以上の利用側熱交換器を備えた１台以
上の圧縮冷凍機とからなる空気調和装置であって、前記
吸収冷温水機の蒸発器が、１台以上の圧縮冷凍機の熱源
側熱交換器と熱交換関係にあるか、又は１台以上の圧縮
冷凍機の熱源側熱交換器を兼用していて、前記吸収冷温
水機には、吸収器溶液を蒸発器の冷媒液に混入可能とす
る切替弁を有している配管を備えていることを特徴とす
る空気調和装置としたものである。
【０００６】また、本発明では、再生器、凝縮器、吸収
器及び蒸発器を備え、排熱を前記再生器の熱源とする吸
収冷温水機と、第１圧縮機、第２圧縮機、第１熱源側熱
交換器、第２熱源側熱交換器及び１台以上の利用側熱交
換器を備え、前記第１圧縮機と第１熱源側熱交換器とを
直列に第１冷媒回路で接続し、第２圧縮機と第２熱源側
熱交換器とを直列に第２冷媒回路で接続し、前記利用側
熱交換器を第１冷媒回路と第２冷媒回路とに並列に冷媒
回路で接続した圧縮冷凍機とからなる空気調和装置であ
って、前記吸収冷温水機の蒸発器が、前記圧縮冷凍機の
第１熱源側熱交換器と熱交換関係にあるか、又は、前記
圧縮冷凍機の第１熱源側熱交換器を兼用していて、前記
吸収冷温水機には、吸収器溶液を蒸発器の冷媒液に混入
可能とする切替弁を有している配管を備えていることを
特徴とする空気調和装置としたものである。
器及び蒸発器を備え、排熱を前記再生器の熱源とする吸
収冷温水機と、第１圧縮機、第２圧縮機、第１熱源側熱
交換器、第２熱源側熱交換器及び１台以上の利用側熱交
換器を備え、前記第１圧縮機と第１熱源側熱交換器とを
直列に第１冷媒回路で接続し、第２圧縮機と第２熱源側
熱交換器とを直列に第２冷媒回路で接続し、前記利用側
熱交換器を第１冷媒回路と第２冷媒回路とに並列に冷媒
回路で接続した圧縮冷凍機とからなる空気調和装置であ
って、前記吸収冷温水機の蒸発器が、前記圧縮冷凍機の
第１熱源側熱交換器と熱交換関係にあるか、又は、前記
圧縮冷凍機の第１熱源側熱交換器を兼用していて、前記
吸収冷温水機には、吸収器溶液を蒸発器の冷媒液に混入
可能とする切替弁を有している配管を備えていることを
特徴とする空気調和装置としたものである。
【０００７】前記空気調和装置において、吸収冷温水機
の蒸発器の冷凍効果を引出すための外部熱媒体を通す配
管には、温度センサー又は該温度に関連する物理量セン
サーを設け、該センサーの検出値を基に、前記蒸発器へ
の溶液混入量又は蒸発器冷媒液中の吸収剤濃度を設定す
る制御手段を備えることができ、前記吸収冷温水機の蒸
発器には、冷媒液中の吸収剤濃度を検出する濃度センサ
ーを設けるのがよく、また、前記圧縮冷凍機は、前記吸
収冷温水機を暖房運転した暖房出力を低熱源とするヒー
トポンプ運転に切替える切替機構を有し、これにより暖
房負荷に対応することができる。
の蒸発器の冷凍効果を引出すための外部熱媒体を通す配
管には、温度センサー又は該温度に関連する物理量セン
サーを設け、該センサーの検出値を基に、前記蒸発器へ
の溶液混入量又は蒸発器冷媒液中の吸収剤濃度を設定す
る制御手段を備えることができ、前記吸収冷温水機の蒸
発器には、冷媒液中の吸収剤濃度を検出する濃度センサ
ーを設けるのがよく、また、前記圧縮冷凍機は、前記吸
収冷温水機を暖房運転した暖房出力を低熱源とするヒー
トポンプ運転に切替える切替機構を有し、これにより暖
房負荷に対応することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は、吸収冷温水機の出力
で、圧縮機からの冷媒蒸気又は冷媒液を直接冷却凝縮又
は加温させるか、熱輸送媒体により間接的に冷却凝縮又
は加温させるものである。本発明では、圧縮冷凍機の凝
縮熱の放出先として、吸収冷温水機を利用するもので、
特に吸収式冷凍機の蒸発器温度を０℃近く、さらにはマ
イナス温度として、圧縮機を運転しなくとも圧縮冷凍機
の冷媒蒸気を凝縮させ得るようにするものである。外気
温度あるいは冷却水温度（吸収器／凝縮器用）が低くな
っている時、吸収冷温水機の吸収器能力が強くなり、蒸
発器圧力（冷媒飽和温度）を低くすることが可能で、蒸
発器の凍結問題さえなければ、蒸発器冷媒温度をマイナ
ス温度とすることもできる。塩類水溶液を吸収溶液と
し、冷媒に水を用いる吸収冷凍機では、通常は、冷媒の
凍結が問題になり、運転できないが、本発明では、蒸発
器の冷媒に溶液を混入して、凍結温度を低下させ、マイ
ナス温度でも凍結しないようにしたものである。
で、圧縮機からの冷媒蒸気又は冷媒液を直接冷却凝縮又
は加温させるか、熱輸送媒体により間接的に冷却凝縮又
は加温させるものである。本発明では、圧縮冷凍機の凝
縮熱の放出先として、吸収冷温水機を利用するもので、
特に吸収式冷凍機の蒸発器温度を０℃近く、さらにはマ
イナス温度として、圧縮機を運転しなくとも圧縮冷凍機
の冷媒蒸気を凝縮させ得るようにするものである。外気
温度あるいは冷却水温度（吸収器／凝縮器用）が低くな
っている時、吸収冷温水機の吸収器能力が強くなり、蒸
発器圧力（冷媒飽和温度）を低くすることが可能で、蒸
発器の凍結問題さえなければ、蒸発器冷媒温度をマイナ
ス温度とすることもできる。塩類水溶液を吸収溶液と
し、冷媒に水を用いる吸収冷凍機では、通常は、冷媒の
凍結が問題になり、運転できないが、本発明では、蒸発
器の冷媒に溶液を混入して、凍結温度を低下させ、マイ
ナス温度でも凍結しないようにしたものである。
【０００９】一般に、吸収器温度をそのままに、蒸発器
温度を低下させようとすると、吸収溶液に必要な沸点上
昇が大きくなり、高濃度になり、結晶の問題もでてく
る。本発明では、外気温度が低下あるいは冷却水温度が
低下し、吸収器温度が低下した時に蒸発器温度を下げよ
うとするもので、吸収溶液に必要な沸点上昇が少なく、
溶液濃度が低下し、結晶しないようにしている。ただ
し、再生器への入熱を大きくし過ぎると、濃縮能力が増
し、結晶領域に入る条件が成り立つこともあるので、そ
の場合、再生器への入熱を制限する必要はある。例え
ば、吸収サイクルの濃溶液濃度を直接あるいは間接的に
測定あるいは推定し、その濃度に対する結晶温度を算出
し、「実際の温度−結晶温度」を一定値以上に保つよう
に入熱を制限する。
温度を低下させようとすると、吸収溶液に必要な沸点上
昇が大きくなり、高濃度になり、結晶の問題もでてく
る。本発明では、外気温度が低下あるいは冷却水温度が
低下し、吸収器温度が低下した時に蒸発器温度を下げよ
うとするもので、吸収溶液に必要な沸点上昇が少なく、
溶液濃度が低下し、結晶しないようにしている。ただ
し、再生器への入熱を大きくし過ぎると、濃縮能力が増
し、結晶領域に入る条件が成り立つこともあるので、そ
の場合、再生器への入熱を制限する必要はある。例え
ば、吸収サイクルの濃溶液濃度を直接あるいは間接的に
測定あるいは推定し、その濃度に対する結晶温度を算出
し、「実際の温度−結晶温度」を一定値以上に保つよう
に入熱を制限する。
【００１０】次に、図面を用いて本発明を詳細に説明す
る。図１〜４は、本発明の空気調和装置の各例を示すフ
ロー構成図である。図１〜４において、１は吸収冷温水
機、２は圧縮冷凍機、Ｅは蒸発器、Ａは吸収器、Ｇは再
生器、Ｃは凝縮器であり、３、３’は熱源側熱交換器、
４は利用側熱交換器（室内器）、５、５ａ、５ｂは圧縮
機、６、６ａ、６ｂは逆止弁、７は減圧機構、８は冷媒
液ポンプ、９は四方弁、１０は溶液熱交換器、１１〜１
８は吸収冷温水機の液配管、１９は熱輸送媒体用配管、
２０は冷却水配管、２１は排熱配管、２２〜２４は冷媒
配管であり、また、ＳＰは溶液ポンプ、ＲＰは液循環ポ
ンプ、Ｖ１〜Ｖ４は制御弁又は切替弁である。蒸発器で
の被冷却媒体（冷房サイクル）が冷水、被加熱媒体（暖
房サイクル）が温水である場合、吸収冷温水機というこ
とが多いが、本発明では、被冷却あるいは被加熱媒体が
フロン等の冷媒であっても吸収冷温水機と称した。吸収
冷温水機の別名称としては吸収冷凍機あるいは吸収ヒー
トポンプとしてもよい。
る。図１〜４は、本発明の空気調和装置の各例を示すフ
ロー構成図である。図１〜４において、１は吸収冷温水
機、２は圧縮冷凍機、Ｅは蒸発器、Ａは吸収器、Ｇは再
生器、Ｃは凝縮器であり、３、３’は熱源側熱交換器、
４は利用側熱交換器（室内器）、５、５ａ、５ｂは圧縮
機、６、６ａ、６ｂは逆止弁、７は減圧機構、８は冷媒
液ポンプ、９は四方弁、１０は溶液熱交換器、１１〜１
８は吸収冷温水機の液配管、１９は熱輸送媒体用配管、
２０は冷却水配管、２１は排熱配管、２２〜２４は冷媒
配管であり、また、ＳＰは溶液ポンプ、ＲＰは液循環ポ
ンプ、Ｖ１〜Ｖ４は制御弁又は切替弁である。蒸発器で
の被冷却媒体（冷房サイクル）が冷水、被加熱媒体（暖
房サイクル）が温水である場合、吸収冷温水機というこ
とが多いが、本発明では、被冷却あるいは被加熱媒体が
フロン等の冷媒であっても吸収冷温水機と称した。吸収
冷温水機の別名称としては吸収冷凍機あるいは吸収ヒー
トポンプとしてもよい。
【００１１】まず、図１について説明すると、図１は、
本発明の空気調和装置を冷房専用に用いた場合であり、
吸収冷温水機１では、蒸発蒸気を吸収した希溶液は、吸
収器Ａから溶液ポンプＳＰにより溶液熱交換器１０の被
加熱側を経た後、配管１２から再生器Ｇに導入される。
再生器Ｇでは希溶液は加熱熱源である排熱２１により加
熱されて蒸気を蒸発して濃縮され、濃縮された濃溶液は
配管１３を通り溶液熱交換器１０で熱交換され、配管１
４から吸収器Ａに導入される。再生器Ｇで蒸発した蒸気
は、凝縮器Ｃに導入されて冷却水により冷却されて凝縮
し蒸発器Ｅに入る。蒸発器Ｅでは、液循環ポンプＲＰに
より配管１８、１７を通り循環されて冷媒液が蒸発し、
その際に蒸発熱を負荷側の冷媒蒸気から奪い冷却する。
蒸発した蒸気は、吸収器Ａで濃溶液により吸収されて、
希溶液となり溶液ポンプで循環されるサイクルとなる。
吸収器Ａの冷却媒体は、水で説明しているが、空気でも
差支えない。
本発明の空気調和装置を冷房専用に用いた場合であり、
吸収冷温水機１では、蒸発蒸気を吸収した希溶液は、吸
収器Ａから溶液ポンプＳＰにより溶液熱交換器１０の被
加熱側を経た後、配管１２から再生器Ｇに導入される。
再生器Ｇでは希溶液は加熱熱源である排熱２１により加
熱されて蒸気を蒸発して濃縮され、濃縮された濃溶液は
配管１３を通り溶液熱交換器１０で熱交換され、配管１
４から吸収器Ａに導入される。再生器Ｇで蒸発した蒸気
は、凝縮器Ｃに導入されて冷却水により冷却されて凝縮
し蒸発器Ｅに入る。蒸発器Ｅでは、液循環ポンプＲＰに
より配管１８、１７を通り循環されて冷媒液が蒸発し、
その際に蒸発熱を負荷側の冷媒蒸気から奪い冷却する。
蒸発した蒸気は、吸収器Ａで濃溶液により吸収されて、
希溶液となり溶液ポンプで循環されるサイクルとなる。
吸収器Ａの冷却媒体は、水で説明しているが、空気でも
差支えない。
【００１２】圧縮冷凍機２では、冷媒ガスが配管２２を
通り、冷媒ガスは圧縮機５で圧縮されて前記蒸発器Ｅで
冷却液化され減圧機構７で減圧されて利用側熱交換器４
でガス化されて冷熱を発生させる。そして、前記圧縮冷
凍機の冷媒配管２２は、排熱により冷房運転されている
吸収冷温水機１の蒸発器Ｅに接続されており、蒸発器Ｅ
の冷熱を用いた圧縮冷凍機の凝縮器（熱源側熱交換器）
となっており、圧縮機５からの冷媒を冷却する。また、
冷媒配管２２を流れる冷媒液の温度を検出器２５で検出
して、圧縮機５の能力を調節すことができる。吸収冷温
水機は、単効用だけでなく、多重効用であっても、一、
二重効用であっても差支えない。
通り、冷媒ガスは圧縮機５で圧縮されて前記蒸発器Ｅで
冷却液化され減圧機構７で減圧されて利用側熱交換器４
でガス化されて冷熱を発生させる。そして、前記圧縮冷
凍機の冷媒配管２２は、排熱により冷房運転されている
吸収冷温水機１の蒸発器Ｅに接続されており、蒸発器Ｅ
の冷熱を用いた圧縮冷凍機の凝縮器（熱源側熱交換器）
となっており、圧縮機５からの冷媒を冷却する。また、
冷媒配管２２を流れる冷媒液の温度を検出器２５で検出
して、圧縮機５の能力を調節すことができる。吸収冷温
水機は、単効用だけでなく、多重効用であっても、一、
二重効用であっても差支えない。
【００１３】次に、図１の空気調和装置の運転制御につ
いて説明する。圧縮式冷凍機の利用側熱交換器（室内
器）４の制御は、各減圧機構７の開度Ｖ１を、各利用側
熱交換器４の過熱度が目標値になるよう調節、あるい
は、各利用側熱交換器の空調負荷に合わせて調節する。
吸収冷温水機１の容量制御は、圧縮機５を停止した冷媒
自然循環運転では、室温と目標室温とから総負荷を推定
し、吸収冷温水機の制御弁Ｖ２を調節する。又は、室温
と目標室温とから、吸収冷温水機の蒸発器目標温度／あ
るいは圧縮冷凍機の凝縮温度を設定し、この目標温度を
目指して、吸収冷温水機の容量制御弁Ｖ２を調節する。
ただし、結晶の限界から、許容最大開度があり、開度制
限をすることがある。
いて説明する。圧縮式冷凍機の利用側熱交換器（室内
器）４の制御は、各減圧機構７の開度Ｖ１を、各利用側
熱交換器４の過熱度が目標値になるよう調節、あるい
は、各利用側熱交換器の空調負荷に合わせて調節する。
吸収冷温水機１の容量制御は、圧縮機５を停止した冷媒
自然循環運転では、室温と目標室温とから総負荷を推定
し、吸収冷温水機の制御弁Ｖ２を調節する。又は、室温
と目標室温とから、吸収冷温水機の蒸発器目標温度／あ
るいは圧縮冷凍機の凝縮温度を設定し、この目標温度を
目指して、吸収冷温水機の容量制御弁Ｖ２を調節する。
ただし、結晶の限界から、許容最大開度があり、開度制
限をすることがある。
【００１４】低ヘッド運転で圧縮機を運転した場合の圧
縮機の制御では、吸収冷温水機の容量制御弁Ｖ２が許容
最大開度で蒸発器目標温度が達成されない場合、圧縮冷
凍機を運転する。吸収冷温水機で冷却される蒸発器を、
圧縮冷凍機の凝縮器として利用するので、圧縮機の必要
ヘッドは小さい。室温を満足させるように、圧縮機の回
転速度制御を行う。なお、蒸発器温度が上昇すると、吸
収冷温水機サイクルの濃度が低下するので、前述のＶ２
の許容最大開度は大きくなってくる。吸収冷温水機の蒸
発器温度が所定の温度より高くなる場合、吸収冷温水機
の冷却水に、圧縮冷凍機の凝縮熱を放出してもよい。１
台の吸収冷温水機／冷却塔に、複数台の圧縮冷凍機を接
続してもよい。
縮機の制御では、吸収冷温水機の容量制御弁Ｖ２が許容
最大開度で蒸発器目標温度が達成されない場合、圧縮冷
凍機を運転する。吸収冷温水機で冷却される蒸発器を、
圧縮冷凍機の凝縮器として利用するので、圧縮機の必要
ヘッドは小さい。室温を満足させるように、圧縮機の回
転速度制御を行う。なお、蒸発器温度が上昇すると、吸
収冷温水機サイクルの濃度が低下するので、前述のＶ２
の許容最大開度は大きくなってくる。吸収冷温水機の蒸
発器温度が所定の温度より高くなる場合、吸収冷温水機
の冷却水に、圧縮冷凍機の凝縮熱を放出してもよい。１
台の吸収冷温水機／冷却塔に、複数台の圧縮冷凍機を接
続してもよい。
【００１５】図２は、吸収冷温水機１の蒸発器Ｅと圧縮
冷凍機１の熱源側熱交換器３とを別個に設け、熱輸送媒
体用配管１９で冷水あるいはブラインで、熱を移送した
例である。このように構成しても、図１と同様に制御運
転することができる。図３は、吸収冷温水機１を暖房運
転して圧縮冷凍機２の低熱源とし、圧縮冷凍機２を四方
弁９によりヒートポンプ運転して、装置の暖房運転が可
能となる。排熱を利用して吸収冷温水機を運転し、蒸発
器Ｅから得る温水を基に、圧縮冷凍機の冷媒を蒸発さ
せ、室内器４にて冷媒蒸気を凝縮させる。また、圧縮機
５を運転しないで、圧縮機に並列に設けた逆止弁６を通
して室内器４で冷媒蒸気を凝縮させてもよい。室内器
（利用側熱交換器）４と室外器（熱源側熱交換器）３と
の位置関係によっては、冷媒液をポンプで移送する必要
がある。
冷凍機１の熱源側熱交換器３とを別個に設け、熱輸送媒
体用配管１９で冷水あるいはブラインで、熱を移送した
例である。このように構成しても、図１と同様に制御運
転することができる。図３は、吸収冷温水機１を暖房運
転して圧縮冷凍機２の低熱源とし、圧縮冷凍機２を四方
弁９によりヒートポンプ運転して、装置の暖房運転が可
能となる。排熱を利用して吸収冷温水機を運転し、蒸発
器Ｅから得る温水を基に、圧縮冷凍機の冷媒を蒸発さ
せ、室内器４にて冷媒蒸気を凝縮させる。また、圧縮機
５を運転しないで、圧縮機に並列に設けた逆止弁６を通
して室内器４で冷媒蒸気を凝縮させてもよい。室内器
（利用側熱交換器）４と室外器（熱源側熱交換器）３と
の位置関係によっては、冷媒液をポンプで移送する必要
がある。
【００１６】図４は、２台の圧縮機５ａ、５ｂを持った
ヒートポンプと、吸収冷温水機１を用いている。図４に
おいて、冷房時、蒸発器Ｅでの冷凍能力を、１台の圧縮
機５ａの放熱先とし、また、暖房時は再生器Ｇにて排熱
で加熱され発生した冷媒を、蒸発器Ｅに導いて凝縮さ
せ、圧縮ヒートポンプの低熱源としている。次に、冷房
運転における制御について説明する。冷房時において、
圧縮式冷凍機２の利用側熱交換器（室内器）４の制御
は、各減圧装置７の開度Ｖ１を、各利用側熱交換器４の
過熱度が目標値になるように調節する。吸収冷温水機の
容量制御は、圧縮機を停止した冷媒自然循環運転では、
室温と目標室温とから総負荷を推定し、吸収冷温水機の
制御弁Ｖ２を調節するか、室温と目標室温とから、吸収
冷温水機の蒸発器目標温度又は圧縮冷凍機の凝縮温度を
設定し、この目標温度を目指して、吸収冷温水機の容量
制御弁Ｖ２を調節する。ただし、結晶の限界から、許容
最大開度があり、開度制限をすることがある。
ヒートポンプと、吸収冷温水機１を用いている。図４に
おいて、冷房時、蒸発器Ｅでの冷凍能力を、１台の圧縮
機５ａの放熱先とし、また、暖房時は再生器Ｇにて排熱
で加熱され発生した冷媒を、蒸発器Ｅに導いて凝縮さ
せ、圧縮ヒートポンプの低熱源としている。次に、冷房
運転における制御について説明する。冷房時において、
圧縮式冷凍機２の利用側熱交換器（室内器）４の制御
は、各減圧装置７の開度Ｖ１を、各利用側熱交換器４の
過熱度が目標値になるように調節する。吸収冷温水機の
容量制御は、圧縮機を停止した冷媒自然循環運転では、
室温と目標室温とから総負荷を推定し、吸収冷温水機の
制御弁Ｖ２を調節するか、室温と目標室温とから、吸収
冷温水機の蒸発器目標温度又は圧縮冷凍機の凝縮温度を
設定し、この目標温度を目指して、吸収冷温水機の容量
制御弁Ｖ２を調節する。ただし、結晶の限界から、許容
最大開度があり、開度制限をすることがある。
【００１７】圧縮機の制御は、吸収冷温水機１の容量制
御弁Ｖ２が許容最大開度で目標温度が達成されない場
合、圧縮冷凍機２を運転し、圧縮機５ａを低ヘッド運転
で運転する。吸収冷凍機１で冷却される蒸発器Ｅを、圧
縮冷凍機２の凝縮器として利用するので、圧縮機５ａの
必要ヘッドは小さい。室温を満足させるように、圧縮機
５ａの回転速度制御を行う。なお、蒸発器温度が上昇す
ると、吸収冷温水機サイクルの濃度が低下するので、前
述のＶ２の許容最大開度は大きくなってくる。圧縮機５
ｂの運転は、吸収冷温水機１の蒸発器温度が所定の温度
を超える場合に行い、この系統の凝縮熱は、第２熱源側
熱交換器３’に放出する。
御弁Ｖ２が許容最大開度で目標温度が達成されない場
合、圧縮冷凍機２を運転し、圧縮機５ａを低ヘッド運転
で運転する。吸収冷凍機１で冷却される蒸発器Ｅを、圧
縮冷凍機２の凝縮器として利用するので、圧縮機５ａの
必要ヘッドは小さい。室温を満足させるように、圧縮機
５ａの回転速度制御を行う。なお、蒸発器温度が上昇す
ると、吸収冷温水機サイクルの濃度が低下するので、前
述のＶ２の許容最大開度は大きくなってくる。圧縮機５
ｂの運転は、吸収冷温水機１の蒸発器温度が所定の温度
を超える場合に行い、この系統の凝縮熱は、第２熱源側
熱交換器３’に放出する。
【００１８】次に、暖房運転における制御について説明
する。暖房運転は、排熱を利用して吸収冷温水機１を運
転し、蒸発器Ｅから得る温水を基に、圧縮冷凍機２の冷
媒を蒸発させ、室内器４にて冷媒蒸気を凝縮させる。圧
縮機を停止した冷媒自然循環運転では、圧縮式冷凍機・
利用側熱交換器（室内器）４の制御は、各減圧装置７の
開度Ｖ１を、圧縮冷凍機２の蒸発圧力に対する飽和温度
ＴＥと各利用側熱交換器４の凝縮液側に設置されている
温度ＴＬとの温度差、即ち、過冷却度を目標値にするよ
うに調節する。また、圧縮機５ａを停止した運転での吸
収冷温水機１の容量制御は、室温と目標室温とから総負
荷を推定し、吸収冷温水機１の制御弁Ｖ２を調節する。
又は、室温と目標室温とから、吸収冷温水機の蒸発器目
標温度あるいは圧縮冷凍機の蒸発温度を設定し、この目
標温度を目指して、吸収冷温水機の容量制御弁Ｖ２を調
節する。圧縮機の制御は、吸収冷温水機１の容量制御弁
Ｖ２が最大開度で目標温度が達成されない場合、圧縮冷
凍機２の圧縮機５ａを運転するが、低ヘッド運転とな
り、室温を満足させるように、圧縮機５ａの回転速度制
御を行う。吸収冷温水機１で冷媒が加熱されているの
で、圧縮機５ａの必要ヘッドは小さい。
する。暖房運転は、排熱を利用して吸収冷温水機１を運
転し、蒸発器Ｅから得る温水を基に、圧縮冷凍機２の冷
媒を蒸発させ、室内器４にて冷媒蒸気を凝縮させる。圧
縮機を停止した冷媒自然循環運転では、圧縮式冷凍機・
利用側熱交換器（室内器）４の制御は、各減圧装置７の
開度Ｖ１を、圧縮冷凍機２の蒸発圧力に対する飽和温度
ＴＥと各利用側熱交換器４の凝縮液側に設置されている
温度ＴＬとの温度差、即ち、過冷却度を目標値にするよ
うに調節する。また、圧縮機５ａを停止した運転での吸
収冷温水機１の容量制御は、室温と目標室温とから総負
荷を推定し、吸収冷温水機１の制御弁Ｖ２を調節する。
又は、室温と目標室温とから、吸収冷温水機の蒸発器目
標温度あるいは圧縮冷凍機の蒸発温度を設定し、この目
標温度を目指して、吸収冷温水機の容量制御弁Ｖ２を調
節する。圧縮機の制御は、吸収冷温水機１の容量制御弁
Ｖ２が最大開度で目標温度が達成されない場合、圧縮冷
凍機２の圧縮機５ａを運転するが、低ヘッド運転とな
り、室温を満足させるように、圧縮機５ａの回転速度制
御を行う。吸収冷温水機１で冷媒が加熱されているの
で、圧縮機５ａの必要ヘッドは小さい。
【００１９】圧縮機５ｂの運転は、圧縮機５ａの運転で
室温を満足させられない場合、あるいは、吸収冷温水機
の蒸発器温度が所定の温度以下になる場合に運転（回転
速度制御）する。圧縮機５ｂ系統の蒸発熱は、第２熱源
側熱交換器３’から入熱する。図１〜図４の空気調和装
置において、冷房運転で外気温度あるいは冷却水温度
（吸収器／凝縮器用）が低くなっている時、吸収冷温水
機の吸収器能力が強くなり、蒸発器圧力（冷媒飽和温
度）を低くすることが可能で、蒸発器冷媒温度をマイナ
ス温度とすることができ、本発明では、吸収器Ａの溶液
を蒸発器Ｅの循環液に混入して、マイナス温度でも凍結
しなしいように、溶液配管１１からの溶液を配管１８の
循環液に混入するための弁Ｖ３を有する配管１５を設け
ており、弁Ｖ３を開として、溶液を蒸発器循環液中に混
入することにより、循環液の凍結温度を低下させ、マイ
ナス温度として運転できるようにして、圧縮機を運転し
なくとも圧縮冷凍機の冷媒蒸気を凝縮させ得るようにす
るものである。
室温を満足させられない場合、あるいは、吸収冷温水機
の蒸発器温度が所定の温度以下になる場合に運転（回転
速度制御）する。圧縮機５ｂ系統の蒸発熱は、第２熱源
側熱交換器３’から入熱する。図１〜図４の空気調和装
置において、冷房運転で外気温度あるいは冷却水温度
（吸収器／凝縮器用）が低くなっている時、吸収冷温水
機の吸収器能力が強くなり、蒸発器圧力（冷媒飽和温
度）を低くすることが可能で、蒸発器冷媒温度をマイナ
ス温度とすることができ、本発明では、吸収器Ａの溶液
を蒸発器Ｅの循環液に混入して、マイナス温度でも凍結
しなしいように、溶液配管１１からの溶液を配管１８の
循環液に混入するための弁Ｖ３を有する配管１５を設け
ており、弁Ｖ３を開として、溶液を蒸発器循環液中に混
入することにより、循環液の凍結温度を低下させ、マイ
ナス温度として運転できるようにして、圧縮機を運転し
なくとも圧縮冷凍機の冷媒蒸気を凝縮させ得るようにす
るものである。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、圧縮冷凍機の熱源とし
て、排熱を利用する吸収冷温水機を利用すると共に、外
気温度あるいは冷却水温度が低くなっているときの冷房
運転において、吸収冷温水機の蒸発器をマイナス温度と
して、圧縮機の運転をしなくても冷媒蒸気を凝縮でき、
吸収冷温水機の出力により圧縮冷凍機の能力を調節で
き、排熱を有効に利用して、圧縮冷凍機を効果的に運転
することができる排熱回収式空気調和装置が得られた。
て、排熱を利用する吸収冷温水機を利用すると共に、外
気温度あるいは冷却水温度が低くなっているときの冷房
運転において、吸収冷温水機の蒸発器をマイナス温度と
して、圧縮機の運転をしなくても冷媒蒸気を凝縮でき、
吸収冷温水機の出力により圧縮冷凍機の能力を調節で
き、排熱を有効に利用して、圧縮冷凍機を効果的に運転
することができる排熱回収式空気調和装置が得られた。
【図１】本発明の空気調和装置の一例を示すフロー構成
図。
図。
【図２】本発明の空気調和装置の他の例を示すフロー構
成図。
成図。
【図３】本発明の空気調和装置の他の例を示すフロー構
成図。
成図。
【図４】本発明の空気調和装置の別の例を示すフロー構
成図。
成図。
１：吸収冷温水機、２：圧縮冷凍機、３、３’：熱源側
熱交換器、４：利用側熱交換器（室内器）、５、５ａ、
５ｂ：圧縮機、６、６ａ、６ｂ：逆止弁、７：減圧機
構、９、９ａ、９ｂ：四方弁、１０：溶液熱交換器、１
１〜１８：吸収冷温水機の液配管、１９：熱輸送媒体用
配管、２０：冷却水配管、２１：排熱配管、２２〜２
４：冷媒配管、２５：温度検出器、Ｅ：蒸発器、Ａ：吸
収器、Ｇ：再生器、Ｃ：凝縮器、ＳＰ：溶液ポンプ、Ｒ
Ｐ：液循環ポンプ、Ｖ１〜Ｖ４：制御弁又は切替弁
熱交換器、４：利用側熱交換器（室内器）、５、５ａ、
５ｂ：圧縮機、６、６ａ、６ｂ：逆止弁、７：減圧機
構、９、９ａ、９ｂ：四方弁、１０：溶液熱交換器、１
１〜１８：吸収冷温水機の液配管、１９：熱輸送媒体用
配管、２０：冷却水配管、２１：排熱配管、２２〜２
４：冷媒配管、２５：温度検出器、Ｅ：蒸発器、Ａ：吸
収器、Ｇ：再生器、Ｃ：凝縮器、ＳＰ：溶液ポンプ、Ｒ
Ｐ：液循環ポンプ、Ｖ１〜Ｖ４：制御弁又は切替弁
Claims (5)
- 【請求項１】 再生器、凝縮器、吸収器及び蒸発器を備
え、排熱を前記再生器の熱源とする吸収冷温水機と、圧
縮機、熱源側熱交換器及び１台以上の利用側熱交換器を
備えた１台以上の圧縮冷凍機とからなる空気調和装置で
あって、前記吸収冷温水機の蒸発器が、１台以上の圧縮
冷凍機の熱源側熱交換器と熱交換関係にあるか、又は、
１台以上の圧縮冷凍機の熱源側熱交換器を兼用してい
て、前記吸収冷温水機には、吸収器溶液を蒸発器の冷媒
液に混入可能とする切替弁を有している配管を備えてい
ることを特徴とする空気調和装置。 - 【請求項２】 再生器、凝縮器、吸収器及び蒸発器を備
え、排熱を前記再生器の熱源とする吸収冷温水機と、第
１圧縮機、第２圧縮機、第１熱源側熱交換器、第２熱源
側熱交換器及び１台以上の利用側熱交換器を備え、前記
第１圧縮機と第１熱源側熱交換器とを直列に第１冷媒回
路で接続し、第２圧縮機と第２熱源側熱交換器とを直列
に第２冷媒回路で接続し、前記利用側熱交換器を第１冷
媒回路と第２冷媒回路とに並列に冷媒回路で接続した圧
縮冷凍機とからなる空気調和装置であって、前記吸収冷
温水機の蒸発器が、前記圧縮冷凍機の第１熱源側熱交換
器と熱交換関係にあるか、又は、前記圧縮冷凍機の第１
熱源側熱交換器を兼用していて、前記吸収冷温水機に
は、吸収器溶液を蒸発器の冷媒液に混入可能とする切替
弁を有している配管を備えていることを特徴とする空気
調和装置。 - 【請求項３】 前記吸収冷温水機の蒸発器の冷凍効果を
引出すための外部熱媒体を通す配管には、温度センサー
又は該温度に関連する物理量センサーを設け、該センサ
ーの検出値を基に、前記蒸発器への溶液混入量又は蒸発
器冷媒液中の吸収剤濃度を設定する制御手段を備えたこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和装置。 - 【請求項４】 前記吸収冷温水機の蒸発器には、冷媒液
中の吸収剤濃度を検出する濃度センサーを設けたことを
特徴とする請求項１又は２記載の空気調和装置。 - 【請求項５】 前記圧縮冷凍機は、前記吸収冷温水機を
暖房運転した暖房出力を低熱源とするヒートポンプ運転
に切替える切換機構を有することを特徴とする請求項１
〜４のいずれか１項記載の空気調和装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001191545A JP2003004330A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 排熱回収式空気調和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001191545A JP2003004330A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 排熱回収式空気調和装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003004330A true JP2003004330A (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=19030152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001191545A Pending JP2003004330A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 排熱回収式空気調和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003004330A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100443828C (zh) * | 2005-09-20 | 2008-12-17 | 冯全琛 | 一种综合制冷装置 |
| CN102954622A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-03-06 | 江荣方 | 吸收式能量回收提质装置 |
| CN109667647A (zh) * | 2018-04-12 | 2019-04-23 | 李芝宏 | 一种内燃发动机尾气能量预热燃油系统及方法 |
| CN109724289A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-07 | 浙江理工大学 | 多效再生无霜热泵系统装置及方法 |
| EP4124809A1 (en) | 2021-07-29 | 2023-02-01 | Yazaki Energy System Corporation | Absorption chiller |
-
2001
- 2001-06-25 JP JP2001191545A patent/JP2003004330A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100443828C (zh) * | 2005-09-20 | 2008-12-17 | 冯全琛 | 一种综合制冷装置 |
| CN102954622A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-03-06 | 江荣方 | 吸收式能量回收提质装置 |
| CN109667647A (zh) * | 2018-04-12 | 2019-04-23 | 李芝宏 | 一种内燃发动机尾气能量预热燃油系统及方法 |
| CN109724289A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-07 | 浙江理工大学 | 多效再生无霜热泵系统装置及方法 |
| CN109724289B (zh) * | 2018-12-29 | 2021-04-09 | 浙江理工大学 | 多效再生无霜热泵系统装置及方法 |
| EP4124809A1 (en) | 2021-07-29 | 2023-02-01 | Yazaki Energy System Corporation | Absorption chiller |
| US12044446B2 (en) | 2021-07-29 | 2024-07-23 | Yazaki Energy System Corporation | Absorption chiller |
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|---|---|---|---|
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070105 |